金、銀、鎳-一維基底納米復(fù)合材料的制備及催化化學(xué)還原性能研究.pdf

1、金、銀、鎳金屬材料作為一類重要的功能材料，引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注，并在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如：催化、生物醫(yī)藥、電化學(xué)等領(lǐng)域。而由于它們大的比表面積、高表面能、高的表面活性，使之在制備過程中易團(tuán)聚和氧化。因此，合成金、銀、鎳復(fù)合材料及其性能研究成為材料學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。本文旨在發(fā)展不同合成方法制備金、銀、鎳/一維基底復(fù)合材料，其中一維基底選用碳納米纖維和羥基氧化鐵，同時，對其形成機(jī)理和催化性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　

2、1.通過非共價鍵自組裝成功地合成了碳納米纖維/金納米粒子(CNFs/Au)復(fù)合材料，具體合成方法分兩步：第一步，利用硅烷化試劑將CNFs表面進(jìn)行表面功能化；第二步，功能化的CNFs與金納米粒子進(jìn)行非共價鍵自組裝。合成的復(fù)合物用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X-射線粉末衍射(XRD)及X射線能譜能譜(EDS)進(jìn)行表征。CNFs/Au復(fù)合材料在催化4-硝基苯酚(4-NP)還原反應(yīng)中，經(jīng)過240 min可將4-硝基苯酚從100％減少

3、至11％。另外，與單獨(dú)的CNFs和Au納米粒子相比，CNFs/Au復(fù)合材料具有更高的催化性能。
　　2.通過非共價鍵自組裝成功地合成了碳納米纖維/銀納米粒子復(fù)合材料(CNFs/Ag)。Ag納米粒子通過連接劑3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)負(fù)載在碳納米纖維表面。通過改變?nèi)芤褐蠥g納米粒子與碳納米纖維的質(zhì)量比，可以得到含不同Ag量的CNFs/Ag復(fù)合材料。由于Ag納米粒子和碳納米纖維的協(xié)同作用，CNFs/Ag復(fù)合材料在催化硝基

4、苯化合物（對硝基苯酚和對硝基苯胺）和有機(jī)染料（羅丹明B）還原反應(yīng)中的催化活性比單獨(dú)的Ag納米粒子和CNFs高。
　　3.通過簡單的一步法成功地合成了FexOy/Ag復(fù)合材料。其中基底羥基氧化鐵的直徑在250-500 nm范圍內(nèi)，銀納米粒子的直徑為10-50 nm.通過改變原料的比例，合成了含不同銀量的FexOy/Ag復(fù)合材料。FexOy/Ag復(fù)合材料通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X-射線粉末衍射(XRD)及X射線能譜

5、能譜(EDS)進(jìn)行表征。由于其獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料在催化硝基苯化合物和有機(jī)染料還原反應(yīng)，表現(xiàn)出極高的催化活性，只需幾分鐘反應(yīng)即完成。
　　4.通過簡單有效的方法成功地合成了碳納米纖維/鎳納米粒子復(fù)合材料(CNFs/Ni)。具體操作：先用丙烯酰胺對碳納米纖維表面進(jìn)行功能化，再與NiCl2和水合肼混合進(jìn)行反應(yīng)。通過對比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了丙烯酰胺在合成過程中的重要作用。同時，通過調(diào)節(jié)不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如：反應(yīng)溫度，鎳鹽的種類以及連接劑的用量